ARTIKEL/TESTS / Sapphire Radeon R9 390 Nitro im Test

Die Radeon R9 390X und R9 390 Grafikchips bilden momentan AMDs Flaggschiffe in der 300er-Familie und setzen auf die Hawaii-GPU. Abgesehen von den Taktraten, sind die 290er und 390er GPUs somit absolut identisch. Hawaii ist mit einer Die-Fläche von 438 mm² die zweitgrößte AMD-GPU (Fiji misst 596 mm²) und wird wie gewohnt von Partner TSMC in einem 28-nm-Verfahren gefertigt. Auf satte 6,2 Milliarden Transistoren hat man wiederum die erstmals 2012 vorgestellte Graphics-Core-Next-Architektur (kurz GCN) abgebildet, die mittlerweile einige Verbesserungen erfahren hat und bei Hawaii in Version 1.1 vorliegt – 1.2 ist in Tonga und Fiji verfügbar.

Die Radeon R9 390 Nitro von Sapphire mit eigener Tri-X-Kühllösung.

Was bei Nvidia aktuell "Graphics Processing Cluster" heißt, nennt sich bei AMD "Shader Engine" und beherbergt jeweils verschiedene Recheneinheiten. Jede Shader Engine (kurz SE) beinhaltet einen Geometry Processor (u.a. für Tesselation-Leistung entscheidend) und einen Rasterizer sowie bis zu vier Raster Back Ends, die wiederum aus vier ROPs bestehen. Außerdem sind die für die Rechenleistung maßgeblich verantwortlichen Compute Units (kurz CUs) Teil jeder SE und bestehen aus jeweils 64 ALUs (4x SIMD-16) sowie 4 TMUs.

Insgesamt vier SEs stehen auf einer Hawaii-GPU zur Verfügung und bestehen bei einer Radeon R9 390X aus jeweils 11 CUs, was in Summe 2.816 ALUs ergibt. Die R9 390 muss sich mit 10 CUs pro SE begnügen und kommt damit auf eine ALU-Gesamtanzahl von 2.560. Während die Anzahl der ROPs nicht über die Anzahl der CUs skaliert und mit 64 für beide R9-Varianten identisch ist, gilt dies nicht für die TMUs, die Teil der CUs sind. Die R9 390X darf sich über 176 TMUs freuen, während die R9 390 auf deren 160 zurückgreifen kann. Bis dahin sind die 290er und 390er Modelle absolut identisch. AMD spricht selbst jedoch nicht von einem einfachen Rebranding, denn Optimierungen an den PCBs der Grafikkarten und am Fertigungsprozess der GPUs unterscheiden die beiden Generationen, trotz identischen Chipdesigns.

Der Maximaltakt beträgt bei einer R9 390X 1.050 MHz, bei einer R9 390 immerhin noch 1.000 MHz. Daraus ergeben sich Rechenleistungen von 5.900 GFLOPS bzw. 5.100 GFLOPS. Zum Vergleich: Die R9 290X arbeitet mit 1.000 MHz maximaler Chipfrequenz und die R9 290 mit bis zu 947 MHz. Sapphire hat bei der R9 390 Nitro die Messlatte etwas höher gelegt und gibt eine Maximalfrequenz von immerhin 1.040 MHz an (+4%), sie näher an eine X-Variante heranbringen dürfte.

Die Sapphire Radeon R9 390 Nitro von der Seite.

Die Speicheranbindung wurde auf insgesamt acht einzelne Speichercontroller aufgeteilt, die jeweils ein 64 Bit breites Interface beinhalten. Damit ergibt sich in Summe ein 512-Bit-Speicherinterface, das im Referenzdesign mit stattlichen 8 GB GDDR5-Speicher bestückt wird. Sowohl R9 390X als auch R9 390 gehen hier mit identischen Taktraten von 3.000 MHz zuwerke, was einem Plus von exakt 500 MHz verglichen mit den 290er Ausführungen entspricht. Den Speichertakt hat Sapphire bei seinem Boliden nicht verändert.

Die typische Leistungsaufnahme gibt AMD mit 275 Watt an, wofür ein 6- und ein 8-Pin-PCIe-Stromanschluss notwendig wären – die Nitro braucht hingegen 2x 8-Pin-PCIe für ausreichende Versorgung. Bei der Kühlung setzt Sapphire auf ein Eigendesign namens Tri-X, das mit drei axialen 90-mm-Lüftern arbeitet, die wiederum die verbauten Heatpipes kühlen. Auf der Rückseite der Karte befindet sich zudem eine massive Backplate über die PCB-Länge. Der Kühler ragt weit über diese hinaus. Im Idle-Betrieb kann die Grafikkarte dank der „Intelligent Fan Control II“ die Lüfter abschalten. Mehr Details dazu auf Seite 15. Noch zu erwähnen: Per Schalter kann man zwischen Standard- und UEFI-BIOS umschalten.

Am Slot-Bracket zeigt sich die Karte erwartet anschlussfreudig.

Das Arbeiten und Spielen mit mehreren Bildschirmen wird immer populärer und so bietet natürlich auch die neue Generation entsprechende Unterstützung per AMD Eyefinity. Mit einem DVI-D und je einem HDMI-Port (1.4) sowie drei DisplayPorts (1.2) ist eine Konfiguration mit mehreren Monitoren problemlos möglich. DirectX 12.0 wird von der Hawaii-GPU vollständig (volles Feature-Level) unterstützt, ebenso auch TrueAudio und FreeSync. Das Setup von Multi-GPU-Systemen ist bei der R9-Serie noch einfacher geworden, denn die interne Kommunikation der Karten läuft vollständig über den PCIe-Bus, so dass keine zusätzliche CrossFire-Bridge installiert werden muss. Der CrossFire-Betrieb ohne Brücke (XDMA) wird bei der R9 390 für bis zu vier Karten unterstützt. Folgend die technischen Eckdaten im Überblick.

Hersteller	AMD	AMD	AMD
Produktbezeichnung	Radeon R9 390X	Radeon R9 390	Radeon R9 290X
Logo
Grafikchip	Hawaii	Hawaii	Hawaii
Fertigung	28 nm	28 nm	28 nm
Transistoren	ca. 6,2 Mrd.	ca. 6,2 Mrd.	ca. 6,2 Mrd.
Shader-Einheiten	2.816 (1D)	2.560 (1D)	2.816 (1D)
Basistakt	-	-	-
Maximaltakt	1.050MHz	1.000 MHz	1.000 MHz
SP-Rechenleistung	5.900 GFLOPS	5.100 GFLOPS	5.632 GFLOPS
ROPs	64	64	64
TMUs	176	160	176
Pixelfüllrate	67.200 MPixel/s	64.000 MPixel/s	64.000 MPixel/s
Texelfüllrate	184.800 MTexel/s	160.000 MTexel/s	176.000 MPixel/s
Speichertakt	3.000 MHz	3.000 MHz	3.500 MHz
Speicherinterface	512 Bit	512 Bit	512 Bit
Speicherbandbreite	384.000 MB/s	384.000 MB/s	320.000 MB/s
Speichermenge	8 GB GDDR5	8 GB GDDR5	4 GB GDDR5
DirectX (Feature-Level)	12_0	12_0	12_0
Multi-GPU	4-Way CrossFireX	4-Way CrossFireX	4-Way CrossFireX
Stromsparmechanismus	√ (ZeroCore)	√ (ZeroCore)	√ (ZeroCore)
Leistungsaufnahme typ.	275 Watt	275 Watt	250 Watt
Leistungsaufnahme max.	-	-	-

Die Radeon R9 390 Nitro von Sapphire kommt mit massiver Backplate.

Autor: Patrick von Brunn, Stefan Boller